Номер 53, страница 258 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

10.53. Дан перечень элементов: Li, Са, Cs, Р, К. Определите, какие из них образуют устойчивый положительный ион, содержащий 18 электронов.

Решение

Чтобы определить, какие из предложенных элементов образуют устойчивый положительный ион, содержащий 18 электронов, необходимо проанализировать электронное строение атомов этих элементов и их способность к образованию ионов. Устойчивый ион, как правило, имеет электронную конфигурацию инертного (благородного) газа. Положительный ион (катион) образуется, когда атом отдает электроны со своего внешнего энергетического уровня.

Количество электронов в нейтральном атоме равно его порядковому номеру (Z) в периодической системе. Количество электронов в катионе равно $Z - n$, где $n$ — число отданных электронов. Нам нужно найти элементы, для которых выполняется условие: число электронов в ионе равно 18.

• Li (Литий): Порядковый номер Z = 3. Литий находится в 1-й группе, поэтому для достижения стабильности отдает 1 электрон, образуя устойчивый ион $Li^+$. Число электронов в ионе $Li^+$: $3 - 1 = 2$. Не подходит.
• Ca (Кальций): Порядковый номер Z = 20. Кальций находится во 2-й группе, поэтому для достижения стабильности отдает 2 электрона, образуя устойчивый ион $Ca^{2+}$. Число электронов в ионе $Ca^{2+}$: $20 - 2 = 18$. Подходит.
• Cs (Цезий): Порядковый номер Z = 55. Цезий находится в 1-й группе, поэтому для достижения стабильности отдает 1 электрон, образуя устойчивый ион $Cs^+$. Число электронов в ионе $Cs^+$: $55 - 1 = 54$. Не подходит.
• P (Фосфор): Порядковый номер Z = 15. Фосфор — это неметалл 15-й группы. Для получения 18 электронов (конфигурации аргона) ему необходимо принять 3 электрона, образуя при этом устойчивый отрицательный ион $P^{3-}$. Он не может образовать устойчивый положительный ион с 18 электронами, так как для этого ему нужно было бы отдать электроны, что привело бы к числу электронов меньше 15. Не подходит.
• K (Калий): Порядковый номер Z = 19. Калий находится в 1-й группе, поэтому для достижения стабильности отдает 1 электрон, образуя устойчивый ион $K^+$. Число электронов в ионе $K^+$: $19 - 1 = 18$. Подходит.

Таким образом, из предложенного списка элементы, которые образуют устойчивый положительный ион с 18 электронами, — это кальций и калий.

Ответ: Ca, K.